2019版高考物理總復習第十一章交變電流傳感器實驗十二傳感器的簡單使用學案

1、實驗十二 傳感器的簡單使用、研究熱敏電阻的熱敏特性、研究光敏電阻的光敏特性實驗基礎梳理緊抓教材落實基礎f實驗原理-f實驗器材卜閉合電略的歐姆定律”用歐姆表進行測 鈕利觀察NTE熱敏電阻*多用電表+溫度計，饒杯、涼水和熱水心）按圖所示連接好電路，將熱顒電阻絕 緣處理應）把滾府電態(tài)國于“歐姆”畫.并選擇 適出的靖程測岀燒林中沒冇熱水時熱敏 電徂的阻值.并記卜溫麼計的示數(shù)（.旳向燒杯屮注入少竜的播水、使熱敏迪 阻屁汽在待水屮記卜亠溫度片的示數(shù)和 多用電表測址的熱敏電阻購阻口將熱水分幾次注入燒杯中,測出不同 偶處下恐敏屯阻的阻值.井記錄數(shù)據(jù)業(yè)理一在如圈坐標系中粗略崗出熱蠟電阻的 阻值腿溫度變化的圖線,

2、_-_,熱墩電阻的阻值隨溫度的升高而減少 實驗結論-隨溫度的降低而増犬.半甲體熱航也阻也町以用作溫度傳感器2光敏電阻，冬ttl屯表、小燈泡,滑動變阻器、 辱線將光敏電阻、多用電表-小燈泡、滑 動變RI鵡如卻所示連按好電路*K11參用電表置于mxr擋 先測出準空內自然光的照射I光敏 電阻的阻值，井記錄數(shù)據(jù)口打開電源.讓小燈泡岌光.凋節(jié)小 燈泡的亮度使之逐漸變克.觀嫖崔盤 指汁顯示電阻阻值的情況、并記杲J敎據(jù)處理-根據(jù)記錄蠶據(jù)分析洸敏電阻的特性光敏電R1在暗環(huán)境F電吧值很大*強光照 射下電齟値很小光瞰電齟泄酸把光照強弱這0光哮書轉題 為電阻這個電學肢注意事項1.在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再

3、測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同 時讀出水溫。2.光敏實驗中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改 變射到光敏電阻上的光的多少。3.歐姆表每次換擋后都要重新調零。實驗熱點突破!ti“: if : “豐薙粧荼于客輩岳彼f熱點一教材原型實驗【例 1】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內的溫度變化，反應快，而且精確度高。（1）如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變 _（填“大”或“小”）。上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度

4、刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為 20C（如圖 1 甲所示）,則 25C的刻度應在 20C的 刻度的_（填“左”或“右”）側。裡原理J-閉合電略的歐姆定律*用歐姆表進行測呈 和規(guī)察（4】測鋰用戶知哎黑紙鹿光時的電阻 值,并記錄實驗結論實驗器材卜屮乙3圖 1（3）為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化，請用圖乙中的器材（可增加元器件）設計一個電路。解析 因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大。故電路中電流會減小。（2）由（1）的分析知，溫度越高，電流越大，25C的刻度應對應較大電流，故在20C的刻度的右側。（3）如圖所示。配右粘度刻度的電流表-熱皺電

5、阻 -r答案小（2）右（3）見解析【變式訓練 1】為了研究光敏電阻在室內正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關系，某同學用如圖 2 甲所示的電路進行實驗，得出兩種UI圖線，如圖乙所示。圖 2（1）根據(jù)UI圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為 _Q,強光照射時電阻為_ Q ;若實驗中所用電壓表的內阻約為5 kQ,毫安表的內阻約為 100Q，考慮到電表內阻對實驗結果的影響，此實驗中 _ （選填“正常光照射時”或“強光照射時”）測得的電阻誤差較大。若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表的連接方式采用 _ （選填“內接”或“外接”）法進行實驗，實驗結果較為準確。4解析（1）光敏電阻的阻值隨光照的

6、增強而減小，結合圖乙知正常光照射時R=U=I12.4 VU20.8 V0.8X10 -3A=3 000Q，強光射時 艮=匚=4.0X10 -3A=200。 實驗電路采用的是毫安表內接法，測得的結果比真實值偏大，當待測電阻遠大于毫安表電阻時實驗誤差較小，所以強光照射時誤差較大；強光照射時采用毫安表外接法實驗結果較為5準確。答案（1）3 000200（2）強光照射時 外接熱點二實驗拓展創(chuàng)新【例 2】（2016 全國卷I,23）現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電 阻的溫度達到或超過 60C時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警），電阻箱（

7、最大阻值為 999.9Q），直流電源（輸出電壓為U,內阻不計），滑動變阻器R（最大阻值為 1 000 Q ），滑動變阻器 R（最大阻值為 2 000 Q ），單 刀雙擲開關一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié)，已知U約為 18 V,lc約為 10 mA;流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60C時阻值為 650.0Qo（1）在圖 3 中完成待調節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。熱敏業(yè)阻電路中應選用滑動變阻器 _ （填“R”或“ R ）o（3）按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng):1電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為_Q ;滑動

8、變阻器的滑片應置于 _ （填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是2_將開關向（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至（4）保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。解析（1）電路圖如答案圖。UU=18 V,通過報警器的電流 10 mACIcw20 mA 故電路中總電阻R=，即 900QRc1Ic800Q，故滑動變阻器選氐電源滑動變6熱敏電阻為 650.0Q時，報警器開始報警，電阻箱的阻值也應為650.0Q，實驗調試時，將開關置于c端，緩慢調節(jié)滑動變阻器，直到報警器開始報警。為防止通過報警器電流過大，造成報警器燒壞，應使滑動變阻器的滑片置

9、于b端。7R2（3）650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA,報警器可能損壞c報警器開始報警【變式訓練 2】（2017 江蘇單科，11）某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原 理電路圖如圖 4 甲所示，繼電器與熱敏電阻R、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過 1 5 mA 時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20Q,熱敏電阻的阻值R與溫度t的關系如下表所示。t/C30.040.050.060.070.080.0R/Q199.5145.4108.181.862.949.1（1）提供的實驗器材有：電源 E（3 V,內阻不計）、電源呂（6 V,

10、內阻不計）、滑動變阻器R（0200 Q ）、滑動變阻器 艮（0500 Q）、熱敏電阻Ft、繼電器、電阻箱（0999.9 Q）、開關 S 導線若干。為使該裝置實現(xiàn)對3080C之間任一溫度的控制，電源E應選用 _ （選填“E”或“巳”），滑動變阻器R應選用_（選填“R”或“ R/）。圖 4（2）實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作。 某同學為排查電路故障， 用多用電表測量各接點間的電壓，則應將如圖乙所示的選擇開關旋至 _ （選填“A”、“B、“C”或“D）。（3）合上開關 S,用調節(jié)好的多用電表進行排查。在圖甲中，若只有b、c間斷路，則應發(fā)現(xiàn)答案（1）如圖所示T1-很警狀電源1L=Lr|i pt-JfE,K準電器|

11、l/丿衛(wèi)L i？熱觸電阻甲8表筆接入a b時指針_（ 選 填 “ 偏 轉 ” 或 “ 不 偏 轉 ”）， 接 入a c時 指 針_ （選填“偏轉”或“不偏轉”）。 排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為_。(填寫各步驟前的序號)1將熱敏電阻接入電路2觀察到繼電器的銜鐵被吸合3斷開開關，將電阻箱從電路中移除4合上開關，調節(jié)滑動變阻器的阻值5斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調至108.1Q解析(1)為保持繼電器的靈敏度，即電路中的電流易超過15 mA,應選電動勢大的電源E2；E2當溫度為 80C時，滑動變阻器接入電路的最小電阻為R=-R= 350.9Q,故滑動變阻器應選R。(2) 因電路中有電源，

12、排查電路故障應選用多用電表的直流電壓擋，故選C。(3) 只有b、c間斷路，表筆接入a、b間時，電表與電源之間形不成閉合電路，則電表指針不偏轉，表筆接入a、c間時，能形成閉合電路，電表指針發(fā)生偏轉。欲使銜鐵在 50C被吸合，由表中數(shù)據(jù)可知，此時熱敏電阻的阻值為108.1Q,操作步驟應是先斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調至108.1Q,閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的阻值，觀察繼電器的銜鐵被吸合，然后斷開開關，將電阻箱從電路中移除，再將熱敏電 阻接入電路原位置，故步驟順序應為答案 E2R(2)C(3)不偏轉 偏轉(4) 高考模抑演練I對接離君亨演練提升:1.(2018 平頂山模擬)傳感器是一種采

13、集信息的重要器件。如圖5 所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器?？蓜与姌O兩端固定，當待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容?，F(xiàn) 將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)，組成閉合電路，已知電流從電 流表正接線柱流入時指50C時被吸合，下列操作步驟的正確順序是9針向右偏轉。當待測壓力增大時()圖 5A.電容器的電容將減小B. 靈敏電流表指針在正中央零刻線處C. 靈敏電流表指針向左偏轉D. 靈敏電流表指針向右偏轉FrS解析 當待測壓力增大時，電容器板間距離減小，由o= 4nkd知，電容器的電容增大，選項

14、A 錯誤；由于電容器與電源相連，故電壓U不變，由 Q=CU知，電容器的電荷量將增加，即電容器需充電，故電流從電流表的正接線柱流入，指針將向右偏轉，選項 B C 錯誤，D 正確。答案 D2.如圖6所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感)的IU關系曲線圖。圖 6(1)為了通過測量得到如圖6 所示IU關系的完整曲線，如圖7 所示的 a 和 b 兩個電路中應選擇的是圖 _ ，簡要說明理由： _(電源電動勢為 9 V，內阻不計，滑動變阻器的阻值為0100Q)圖 710(2)在圖 c 所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為 70 mA,定值電阻R= 250Q。則熱敏電阻兩端的電壓為 _V;電阻F2的阻值為 _